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차량워셔액 가열시스템에서 충전재 및 유로의 재질에 따른 열전달 특성 연구
차우섭(Cha, Woo Sub),김태권(Kim, Tae Kwon) 한국산학기술학회 2014 한국산학기술학회논문지 Vol.15 No.5
동절기에 차량 전면유리의 결빙이나 이물질을 제거하기 위하여 워셔액 가열시스템 적용이 점차 늘어나고 있다.이 워셔액 가열 시스템은 짧은 시간동안 목표온도까지 워셔액이 가열되도록 설계되어야 한다.본 연구에서는 급속하게 워셔액 을 가열하기 위하여 차량 워셔액 가열 시스템의 내부 부품의 재질에 따라 열전달 특성을 해석하였다.해석을 위해 열유동 전산해석에서 사용하고 있는 CFD(ComputationalFluidDynamics)상용코드인 ANSYS-FLUENT소프트웨어를 이용하였 다.본 모델은 3차원 비정상상태의 축대칭 모델로 Fluent에서 제공하는 압력기반(Pressure-Based)기법 중의 하나인 Coupled 기법을 적용하였다.이 결과를 통하여 충전재 및 유로의 최적화된 재질을 찾게 되었다.충전재 재질은 낮은 밀도를 가진 공기 가 실리콘카바이드보다 빠르게 가열되었다.유로재질은 니켈보다 열전달계수가 약 4배 정도 큰 구리가 내부에 열을 균일하게 전달되어 메탄올의 가열 시간을 단축하여 효율이 더 높게 나왔다. Vehicle washer heater system is more widely adopted to defrost a window or to clear the windshield glass in winter season. The washer heater system should be designed to heat up washer fluid rapidly to the target temperature for only a short time. A numerical analysis has been carried out to analyze the heat transfer characteristics with materials of inside parts in vehicle washer heater system with filler and flow path. ANSYS - FLUENT software is employed for the analysis. The axial symmetry model is three-dimensional and unsteady. It applies to the coupled method which is one of pressure based. Through this result, it was obtained to find the optimal material condition for the filler and flow path in washer system. For material of filler, the air with lower density was heated more rapidly rather than silicon carbide(SiC). For material of flow path, copper with the heat transfer coefficient of approximately four times greater than the nickel gives us higher efficiency. That is the reason why the heating time of methanol was reduced to make uniform temperature in washer heater system.
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